單片機原理及應用

本書是根據電子技術基礎課程教學大綱的要求而編寫的。全書從實用角度出發，系統、全面地介紹了單片機的原理和應用，是一本重在應用、兼顧基本理論的實用教程。

全書共10章，內容包括：單片機結構原理，單片機指令系統及程序設計，單片機中斷，單片機串列介面，定時器/計數器，A/D和D/A轉換介面，單片機系統的工程設計實例，計算機系統的擴展技術及單片機C語言程序設計等。全書通過20個上機實驗進一步闡述單片機的應用技術，每章都配有練習題以鞏固所學知識。

本書深入淺出，通俗易懂，理論與實踐相結合，除可作為電子類和電工類專業的教材外，也可作為家用電器及工業電子設備等行業生產和維修人員的培訓及自學用書。

第1章概述

1.1單片機發展概況

1.2單片機硬、軟體系統及種類

1.2.1單片機的硬體系統

1.2.2單片機的軟體系統

1.2.3單片機的種類

1.3單片機應用領域與開發工具

1.3.1應用領域

1.3.2開發工具

小結

習題

第2章單片機的結構原理

2.1常用術語及內部結構

2.1.1常用術語

2.1.2內部結構

2.2CPU及存儲器

2.2.1運算器

2.2.2控制器

2.2.3程序存儲器

2.2.4數據存儲器

2.3引腳功能及CPU的時序

2.3.1引腳功能

2.3.2振蕩電路和時鐘電路

2.3.3CPU的時序

2.4輸入、輸出介面

2.4.1P0口

2.4.2P1口

2.4.3P2口

2.4.4P3口

小結

習題

第3章單片機的指令系統及程序設計

3.1指令系統

3.1.1指令格式

3.1.2助記符語言

3.1.3定址方式及常用符號註釋

3.1.4數據傳送指令功能及應用舉例

3.1.5算術運算指令功能及應用舉例

3.1.6邏輯運算類指令的功能及應用舉例

3.1.7控制轉移類指令的功能及應用舉例

3.1.8位操作類指令的功能及應用舉例

上機實驗1數據傳送指令的使用及編程方法

上機實驗2算術運算指令的使用及編程方法

上機實驗3邏輯運算指令的使用及編程方法

上機實驗4位操作指令的使用及編程方法

上機實驗5控制轉移指令的使用及編程方法

3.2彙編語言程序設計舉例

3.2.1彙編語言程序的格式

3.2.2彙編語言程序設計方法

3.2.3彙編語言程序設計的幾個實例

上機實驗6多位元組算術運算

上機實驗7數據的拼拆及轉換

小結

習題

第4章單片機中斷的使用技巧

4.1中斷的功能、控制及響應

4.1.1中斷的功能

4.1.2中斷的控制及響應

4.2中斷應用的4個實例

上機實驗8中斷的使用及編程方法

小結

習題

第5章單片機定時器/計數器的使用技巧

5.1定時器/計數器的結構與原理

5.2定時器/計數器的工作方式及控制

5.2.1工作方式寄存器TMOD

5.2.2控制寄存器CON

5.2.3工作方式

5.3定時器/計數器的應用舉例

上機實驗9定時器/計數器使用及編程方法

小結

習題

第6章單片機串列介面的使用技巧

6.1串列通信中的幾個概念

6.1.1通信方向

6.1.2非同步通信和同步通信

6.1.3波特率

6.1.4傳送編碼

6.1.5信號的調製與解調

6.2串列口的工作原理及波特率設計

6.2.1串列口的工作原理

6.2.2波特率設計

6.3串列口的4種工作方式

6.3.1工作方式0

6.3.2工作方式1

6.3.3工作方式2

6.3.4工作方式3

6.4串列口應用舉例

6.4.1利用串列口擴展并行輸入、輸出口

6.4.2利用串列口進行非同步單工通信

6.4.3利用串列口進行非同步雙工通信

6.4.4主一從式多機通信

上機實驗10雙機通信

上機實驗11主一從式多機通信

小結

習題

第7章單片機系統的擴展技巧

7.1程序存儲器的擴展

7.1.1地址線

7.1.2數據線

7.1.3控制線

7.2數據存儲器的擴展

7.3I/O介面的擴展

7.3.1概述

7.3.2常用的選址方法

徠7.3.3用TTL晶元擴展I//O介面

7.3.48255A可編程并行I//O口的擴展

7.3.58155可編程I/O介面的擴展

7.3.68279可編程鍵盤顯示器介面的擴展

7.3.78243并行I/O介面的擴展

上機實驗12程序存儲器和外部數據存儲器的擴展

上機實驗1374LS244、74LS273等晶元簡單介面的擴展

上機實驗148255A可編程式控制制晶元的應用

上機實驗158155可編程式控制制晶元的應用

上機實驗168279可編程鍵盤/顯示器與803l介面

小結

習題

第8章單片機系統的介面技巧

8.1A/D(模一數)轉換介面的擴展技巧

8.1.1逐次逼近式A/D轉換器

8.1.2雙積分式A/D轉換器

8.1.3A/D轉換器的主要技術指標

8.1.4單片機與AI)C0809的介面技巧

8.1.5單片機與Mcl4433(3位)的介面技巧

8.2D/A(數一模)轉換介面的擴展技巧

8.2.1D/A轉換器的原理及性能

8.2.28031單片機與DAC0832介面技巧及產生任意波形的方法

8.2.38031單片機與AD7520介面技巧

上機實驗178路8位逐次比較A/D0809介面

上機實驗183位MCl4433A/D介面

上機實驗198位D/A0832介面

上機實驗20A/D與D/A輸出綜合實驗

小結

習題第

9章單片機系統的工程設計

9.1設計要求

9.1.1可靠性

9.1.2系統自診斷功能

9.1.3操作維修方便

9.1.4性能/價格比

9.2設計方法

9.2.1總體設計

9.2.2硬體設計

9.2.3軟體設計

9.3設計實例

9.3.1交通信號燈模擬控制

9.3.2水塔水位控制

9.3.3自然風發生控制

9.3.4發音電路及程序設計

9.3.5紅外線遙控單片機介面系統

9.3.6數字溫度介面及程序設計

9.3.7人工語音合成

小結

習題

第10章單片機C語言程序設計

10.1 C51程序的結構特點

10.2 C51程序的運算符、表達式及其語法規則

10.2.1 C51算術運算符及其表達式

10.2.2 C51關係運算符、表達式及優先順序

10.2.3 C51邏輯運算符、表達式及優先順序

10.2.4C51位操作及其表達式

10.2.5自增(減)運算符、複合運算符及其表達式

10.3C51程序設計技巧

lO.3.1存取805l單片機特殊功能寄存器

10.3.2位的控制

10.3.3中斷子程序的設計

10.3.4內存應對式I/O

10.3.5程序中加入彙編語言語句

lO.4C51程序設計舉例

10.4.1求和的c51程序設計

10.4.2求最大值的C51程序設計

lO.4.3單片機主從多機通信

lO.4.4PC機與多台單片機通信

10.4.5步進電機系統控制

小結

習題

附錄A通用單片機模擬器

A.1系統結構

A.2模擬功能

A.3外部設備

A.4軟體功能

A.5sICE硬體結構和工作方式

附錄B通用單片機模擬器連接鍵盤使用方法

B.1各鍵功能

B.2操作說明

附錄C通用單片機模擬器連接lBM—PC機使用方法

C.1連接使用方法

c.2基本操作命令

附錄D單片機與IBM-PC機通信方法

D.1使用的設備

D.2通信原理

D.3通信電路

D.4通信操作步驟

D.5參考程序

附錄E離線實驗(程序固化)方法

E.1使用的設備

E.2方法與步驟

附錄FMCS-51指令速查表與指令編碼表

F.1指令速查表

F.2指令編碼表

附錄G常用晶元引腳圖

參考文獻[1-2]

第1章　概述

單片微型計算機簡稱單片機，它是大規模集成電路技術發展的產物，屬第4代電子計算機。它是把中央處理器（Centra1 Processing Unit，CPU）、隨機存取存儲器（Random Ac·cess Memory，RAM）、只讀存儲器（Read On1y Memory，ROM）、定時器/計數器以及1/0（Input/Output）介面電路等主要計算機部件集成在一塊集成電路晶元上的微型計算機。

單片機具有高性能、高速度、體積小、價格低廉、穩定可靠、應用廣泛的特點。

隨著微控制技術（以軟體代替硬體的高性能控制技術）的日益完善和發展，單片機的應用正在不斷走向深入。它的應用必定導致傳統的控制技術從根本上發生變革，也就是說，單片機應用的出現是對傳統控制技術的革命。因此，了解單片機知識、掌握單片機的應用技術具有重要的意義。

1.1　單片機發展概

單片機作為微型計算機的一個分支，它的產生與發展和微處理器的產生與發展大體同步，主要分為以下3個階段：

第1階段（1974—1978年）為初級單片機階段。其典型產品是Inte1公司的MCS-48，這個系列的單片機在片內集成了8位CPU、并行I/O介面、8位定時器/計數器以及RAM等。該系列產品無串列I/O介面，定址範圍不大於4KB。

第2階段（1978～1983年）為高性能單片機階段。其典型產品是MCS-51系列。這個階段的單片機均帶有串列I/O介面，具有多級中斷處理系統，定時器/計數器為16位，片內RAM和ROM容量相對增大，且定址範圍可達64KB。這類單片機的應用領域極其廣泛，由於其優良的性價比，特別適合我國的國情，故在我國得到廣泛應用。

第3階段（1983年以後）為8位單片機鞏固、完善及16位單片機MCS-96推出階段。

……

• 參考資料[1-2]

• 速查表 [1]

• [1]